浇筑式沥青混凝土动态模量主 曲线研 究 王华荥 ，张磊 ，张晓春 (东南大学智能交通科技馆 ，南京 210008) 摘要：利用Superpave简单性能试验机 (sgr)对浇筑式沥青混凝土在不同温度和荷载 作 用频 率下的动 态模量进行 了试验研 究 ，并分析 了温度 和荷 载频 率对动 态模量和相位角的影 响。根据时间 一温度等效原理，通过非线性最小二乘拟合，确定了浇筑式沥青混合料的动态 模量主 曲线 ，通过主曲线获得任何 温度 下、试验设备无 法测试频 率范围内的浇筑式沥青混凝 土的动态模量，为浇筑式沥青混凝土路面结构设计提供相应的材料参数。 关键词 ：动 态模量 主曲线 SPT 相位 角 时 间 一温度等效原理 路面结构不仅仅受到 自身重力等静力荷载的 作用 ，还会受到来 自高速行驶 、重载车辆 以及气 候等多种环境 因素的影响作用 。路面材料在动态 荷载作用下的力学响应 ，除了受到静力作用下 的 因素影 响外 ，对荷载的大小 、作用时间、频率等 因素具有一定的应力依赖性 。沥青混合料作为现 在广泛使用的路面材料，是粘弹塑性 的综合体 ， 其力学性质随荷载作用时间、温度的不同，具有 较大的差异性。而我国现行沥青路面设计 中均采 用相当于静态荷载作用下测定的静态模量作为设 计模量¨J，其试验荷载变化速度慢 ，实验过程 中其荷载级位在一段时问内维持不变 ，这显然与 路面结构承受 车轮动载 的受力状况存在很 大差 异。因此，对动态荷载作用下的沥青混合料的动 态参数尽心研究具有重要 的意义 。 美国公路合作研究组织 (NCHRP1—37A) 提出的力学经验路 面设计指南 (MEPDG)使路 面设计在基于力学方法方面迈出了一大步 。在力 学经验设计指南中，采用动态模量主曲线来表征 沥青混合料对 温度和荷载 频率的依赖性 J。本 文通过 Superpave简单性能试验机 (SPT)对浇 筑式沥青混凝土进行进行了动态模量试验 ，并根 据时间 一温度等效原理，利用非线性最小二乘拟 合的方法得到了参考温度下的动态模量主曲线和 时间 一温度转化因子，用以描述沥青混凝土 的粘 弹性性质 。 l 沥青混合料的动态模量 沥青混合料作为一种粘弹性材料 ，同时具有 粘性和弹性两种性质 。将其在连续正弦荷载作用 下的应力应变关系定义为复合模量 (E )，作为 其材料强度的基本表征。复合模量 E 是个复数 ， 可以表达为 ： E ：E +iE” (1) 式 中： 、EL 弹性模量和粘性模量。 E，：—Or0C—OS~． E”：—O-os—imh (2) 一 ■ 一 、 - ， 0 O 式中： 。——最大压应力 (kPa)； E0——最大可恢复轴向应变； — — 相位角 (。)。 动态模量是复数模量的绝对值 ，反映了材料 抵抗变形的能力 ，其定义如下 ： lE l=~／(E ) + ( )。 (3) 动态模量还可以通过试验以达到稳定状态时 的应力幅值和应变幅值的比值来确定 ，即： E ·I ：一O"o0 (4) 相位角 ( )定义为在一个加载循环中沥青 混合料产生的应变 落后于所施加的应力 。的 时间与应力循环周期的比值 ，用来表征在一定温

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